JP2004243468A

JP2004243468A - タッチプロ−ブセンサ付平面研削装置

Info

Publication number: JP2004243468A
Application number: JP2003036110A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Hata; 智一秦; Hisashi Kobayashi; 久志小林; Morinobu Sato; 守信佐藤; Yutaka Hasegawa; 裕長谷川
Original assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd
Current assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】タッチプロ−ブセンサの位置検出機能を高め、面粗度の良好な研削加工ワ−クを与える表面研削装置。
【解決手段】平面研削装置１にはタッチプロ−ブセンサ９０のスタイラス９１を先端に支えるプロ−ブ９２の垂下している軸８９が砥石車２４の直径方向の面に対し平行面であって前記砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏに位置するよう砥石車の安全カバ−２５前面側に取り付けられる。砥石主軸とセンサ間の距離が小さいので、砥石頭２２の熱変位や砥石車振動のモ−メントの影響が小さいので面粗度が向上する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工されるワ−クの位置やワ−クの厚みを検出するタッチプロ−ブセンサを備えた平面研削装置に関する。平面研削装置としては、ワ−クを載置するテ−ブルが左右方向に往復移動するコラム型またはサドル型平面研削装置、ワ−クを載置するロ−タリ−テ−ブルが回転移動するロ−タリ−平面研削装置が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
左右移動テ−ブルまたはロ−タリ−テ−ブル上に載置されたワ−クの位置を確認するため、或いは、加工ワ−クの寸法精度を高めるため、研削装置に位置センサであるタッチプロ−ブセンサがコラム支持部または砥石頭の側面に取り付けられ、使用されている。
例えば、コラム支持部の側面であって、砥石車の直径方向の延長線上にプロ−ブの先端にあるスタイラス（検出器）を垂下させたタッチプロ−ブセンサを固定したウエ−ハボ−ド研削装置を用い、研削加工前にスタイラスをウエ−ハボ−ドの支持棒に接触させ、この支持棒の位置デ−タに基づいて砥石車のウエ−ハボ−ド上の移動経路を補正しながらウエ−ハボ−ドを研削するウエ−ハボ−ド研削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図５に示すように、砥石頭２２の安全カバ−２５側面であって、砥石車２４の直径方向の延長線上にスタイラス９１を先端に有するプロ−ブを垂下させたタッチプロ−ブセンサ９０を固定した平面研削装置１を用い、移動テ−ブル１１上に置かれた基準ブロック１００上面にスタイラス９１を接触させて得た位置デ−タＨと、ワ−クｗ上面にスタイラス９１を接触させて得た位置デ−タｈとから加工中のワ−クの厚みを算出するＮＣ制御装置を備えた平面研削装置も提案されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開５−３８６７５号公報（第３−４頁および図１参照。）
【特許文献２】
特開２００２−５２４４４号公報（第２−４頁および図１、図２参照。）
【特許文献３】
特開２００２−１２７００６号公報（第４−６頁および図２参照。）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記位置センサであるタッチプロ−ブセンサをコラム支持部、砥石車の安全カバ−、または砥石頭の側面に取り付けた研削装置は、砥石車の直径方向の延長上の面側で垂下してスタイラスが取り付けられている故にワ−ク加工時にワ−クｗと回転砥石車２４の接触点（加工点）に吹き付けられる研削液が位置を確認するレ−ザ光を利用するスタイラスを汚染しない利点を有しているが、砥石車の主軸とスタイラスが垂下している距離間が大きく、砥石頭の熱変位や砥石車回転振動のモ−メントを大きく受け易いので、平面研削加工ワ−クの加工精度（面粗度）が損なわれ、０．１〜０．０６μｍがせいぜいであった。
【０００６】
本発明は、ワ−クの加工精度を更に向上させるために砥石頭の熱変位や砥石車回転振動のモ−メントの影響をより小さく受ける位置に位置検出センサを取り付けた平面研作装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、砥石主軸に取り付けられた回転砥石車と、ワ−クとの相対的な移動によりワ−ク表面を研削する平面研削装置であって、該平面研削装置には位置センサであるタッチプロ−ブセンサのスタイラスを先端に支えるプロ−ブの垂下している軸が砥石車の直径方向の面に対し平行面であって前記砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏに位置するよう砥石車の安全カバ−前面側に取り付けられていることを特徴とする、タッチプロ−ブセンサ付平面研削装置を提供するものである。
【０００８】
砥石車の安全カバ−前面側にタッチプロ−ブセンサが取り付けられるので砥石車主軸とタッチプロ−ブの最短距離が、安全カバ−側面や砥石軸側面にタッチプロ−ブセンサが取り付けられた従来の砥石車主軸とタッチプロ−ブの最短距離よりも短くでき、砥石頭の熱変位や砥石車回転振動のモ−メントの影響を受ける度合いがより小さくなり、０．０６〜０．０１μｍの面粗度まで出すことが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記タッチプロ−ブセンサ付研削装置には、ワ−クの研削時はタッチプロ−ブセンサのスタイラス先端とワ−ク間を遮断し、スタイラスがワ−クに触れるときはスタイラス垂直方向より遠ざかる移動型遮蔽板が取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
ワ−クの研削時はタッチプロ−ブセンサのスタイラス先端とワ−ク間が遮蔽板で遮られるので研削液がスタイラスを汚す機会が減少する。ワ−クの位置検出時は、研削液の供給を止め、遮蔽板を横方向へ移動または回転移動させてスタイラスとワ−ク間を遮断しないようにし、ついでスタイラスを下降させてワ−クに接触させることによりワ−クの位置を検出できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記タッチプロ−ブセンサ付平面研削装置において、プロ−ブの垂下している軸が砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏを横方向に移動できるように、砥石車の安全カバ−に横方向にプロ−ブが移動できるスライド機構が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
砥石車交換時にタッチプロ−ブを左側へ移動することができ、砥石車の交換作業を容易とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は平面研削装置の砥石頭部分を示す正面図、図２はその砥石頭部分を示す平面図、図３はその砥石頭部分を示す側面図、および図４はタッチプロ−ブセンサの正面図である。
【００１４】
図１、図２および図３において、１は平面研削装置、１１は移動テ−ブル、１２は研削液供給フレキシブルノズル、１３は回転駆動型遮蔽板、１４は回転駆動軸、１５はシリンダ、１６はプロ−ブスライド機構、１７はプロ−ブスライドレ−ル、１８はポリウレタン製ストッパ、１９はクランプレバ−、２２は砥石頭、２３は砥石軸、２４は砥石車、Ｏは砥石主軸２３の延長線とスタイラスを垂下するプロ−ブ軸線８９との交点、２５は安全カバ−、２６はタッチプロ−ブ上下スライド機構、２７はエア−スライドテ−ブル、２８は案内レ−ル、２９はキャップ付きコインロック、３０はコインロックカバ−、３１は研削液抜き用傾斜、３２は固定ボルト、３３はマイクロバランサ、９０はタッチプロ−ブセンサ、９１はスタイラス、９２はプロ−ブ、９９は空気吹き付けノズル、及び１００は基準ブロックである。
【００１５】
タッチプロ−ブセンサ９０のスタイラス９１を垂下するプロ−ブ９２は、砥石車交換時、プロ−ブスライド機構１６のクランプレバ−１９を前側に引き出し、左側へ引っ張ってスライドレ−ル１７上を移動させ、ポリウレタン製ストッパ１８に当ったらクランプレバ−１９を後へ押し倒すことによりプロ−ブ９２を定位置に固定できる。逆に砥石主軸２３の延長線上の交点Ｏへ移動させるには、クランプレバ−１９を前側に引き出し、右側へ引っ張ってスライドレ−ル１７上を移動させ、プロ−ブ軸線８９が交点Ｏに来たらクランプレバ−１９を後へ押し倒すことによりプロ−ブ９２を定位置に固定できる。
【００１６】
スタイラス９１の昇降は、タッチプロ−ブ上下スライド機構２６を用いエア−スライドテ−ブル２７を案内レ−ル２８上に滑走することにより行われる。
【００１７】
ワ−クの研削時、検出部であるスタイラス９１の研削液による汚れがひどくなって位置測定精度が低下しないように回転駆動型遮蔽板１３をシリンダ１５のピストンを押し下げて回転駆動軸１４回りに回転駆動させてスタイラス９１とワ−ク間ｗを遮断し、ワ−ク表面に吹き付けられ、反射してスタイラス９１柄へ飛び散って来る研削液を遮る。ワ−クｗや基準ブロック１００にスタイラスを接触させて位置デ−タを入手するときは、回転駆動型遮蔽板１３をシリンダ１５のピストンを押し上げて回転駆動軸１４回りに逆回転駆動させてスタイラス９１とワ−ク間ｗの遮蔽をなくす。
【００１８】
図４に示すタッチプロ−ブセンサユニット９０において、９１はスタイラス、９２はプロ−ブ、９３はモジュ−ル、９４はジャンク、９５はスピンドル、９６は配線、９７はインタ−フェ−ス、９８は平面研削装置の制御機構、９９は吹き付けノズルで、スタイラス９１先端がワ−クに触れている部分に０．４〜０．６Ｍｐａの乾燥空気を吹き付ける。
【００１９】
接触検知手段であるタッチプロ−ブセンサユニット９０は、砥石軸の軸芯からスタイラス先端が接触した被検査物（ワ−クｗまたは基準ブロック１００）表面間の距離を測定する。制御機構９８は、記憶部、演算部、記録部を備える。
【００２０】
以上、既述した平面研削装置は、タッチプロ−ブを横方向にスライドできる例を挙げたが、本発明においては位置センサであるタッチプロ−ブセンサのスタイラスを先端に支えるプロ−ブの垂下している軸が砥石車の直径方向の面に対し平行面であって前記砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏに位置するよう砥石車の安全カバ−前面側に取り付けられていることが重要であって、タッチプロ−ブ９２を安全カバ−上に取り付けられた回転軸を中心に砥石車の直径方向の面に対し平行な面上を回転移動できるようにし、スタイラスを先端に支えるプロ−ブの垂下している軸が砥石車の直径方向の面に対し平行面であって前記砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏに位置するよう設計変更することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のタッチプロ−ブセンサのスタイラスを先端に支えるプロ−ブの垂下している軸が砥石車の直径方向の面に対し平行面であって前記砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏに位置するよう砥石車の安全カバ−前面側に取り付けられている平面研削装置を用いてワ−クの位置を検出する方法は、例えば、ＳＵＳ４４０ワ−クを３００ｍｍ直径、幅５５ｍｍの砥石車でトラバ−ス研削する場合に面粗度０．０５〜０．０１μｍの加工ワ−クが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平面研削装置の平面研削装置の砥石頭部分を示す正面図である。
【図２】平面研削装置の砥石頭部分を示す平面図である。
【図３】平面研削装置の砥石頭部分を示す側面図である。
【図４】タッチプロ−ブセンサの正面図である。（公知）
【図５】研削ワ−クの高さを測定する平面研削装置の正面図である。（公知）
【符号の説明】
１平面研削装置
ｗワ−ク
Ｏ交点
１１テ−ブル
１３遮蔽板
１６プロ−ブスライド機構
２０左右移動テ−ブル
２２砥石頭
２３砥石主軸
２４砥石車
２５安全カバ−
８９プロ−ブ軸
９０タッチプロ−ブセンサ
９１スタイラス
９２プロ−ブ

Claims

砥石主軸に取り付けられた回転砥石車と、ワ−クとの相対的な移動によりワ−ク表面を研削する平面研削装置であって、該平面研削装置には位置センサであるタッチプロ−ブセンサのスタイラスを先端に支えるプロ−ブの垂下している軸が砥石車の直径方向の面に対し平行面であって前記砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏに位置するよう砥石車の安全カバ−前面側に取り付けられていることを特徴とする、タッチプロ−ブセンサ付平面研削装置。
平面研削装置には、ワ−クの研削時はタッチプロ−ブセンサのプロ−ブ先端のスタイラスとワ−ク間を遮断し、スタイラスがワ−クに触れるときはプロ−ブ軸垂直方向より遠ざかる移動型遮蔽板が取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチプロ−ブセンサ付平面研削装置。
プロ−ブの垂下している軸が砥石主軸の延長軸線上にある交点Ｏを横方向に移動できるように、砥石車の安全カバ−に横方向にプロ−ブが移動できるスライド機構が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチプロ−ブセンサ付平面研削装置。